Pürüzsüz açık konal akımlarında türbülanslı hız dağılımının laser doppler anemometresi ile incelenmesi

Abstract

XI öz Pürüzsüz açık kanal akımlarında türbülanslı sınır tabakasının gelişme bölgesinde ve gelişmiş akım bölgesindeki hız dağılımları `laser doppler` anemometresi ile incelenmiştir. Deneyler, kesit oranının 1.5< b/h ^12.0 ve Reynolds sayısının 2.8x1 04 <, Re ^1.4x1 05 aralığında 24 farklı kritik altı akım durumunda yapılmıştır. Sınır tabakasının gelişme bölgesinde türbülanslı iç bölgedeki hız dağılımının `law of the wall` ve `üstel ifade` ile tanımlanabileceği ve bu ifadelerdeki sabitlerin literatürde verilen sabitler ile uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Gelişmiş sınır tabakasının türbülanslı iç bölgesinde `law of the wall` dağılımındaki sabitler mevcut deney şartlarına göre A=2.46 (x=0.41) ve B=5.43 olarak elde edilmiştir. Aynı bölgede geçerli üstel dağılım ifadesindeki sabitler ise C=8.41 ve n=6.8 olarak bulunmuştur. Gelişmiş türbülanslı sınır tabakasının büyük bölümünde geçerli olan `Coles velocity defect` ifadesindeki n parametresi Re>5x104 şartlarında 0.1 olarak elde edilmiş ve bu değerin Coles'un orijinal 0.55 değerinden oldukça küçük olduğu görülmüştür.

XII ABSTRACT Using laser doppler anemometer, the velocity distributions of turbulent boundary layers in the region of devoloping flow and fully developed smooth open channel flow are investigated. Experiments are carried out for 24 different subcritical flows in which the aspect ratio has a range of 1.5 < b/h ^ 12.0 and Reynolds number 2.8x1 04 ^ Re < 1.4x105. In the zone of developing boundary layer it is found that the velocity distribution of the turbulent inner region is well described by the `law of the wall` and the `power law` whose constants are quite in agreement with those given in the literature. In the turbulent inner region of fully developed boundary layer, for the present experimental conditions, the constants in the law of the wall are obtained as A=2.46 (x=0.41) and B=5.43. For the same region the constants of the power law are found to be C=8.41 and n=6.8. n parameter in the `Coles velocity defect` distribution which is valid in most of the turbulent region, is found as 0.1 for Re>5x104, which is much smaller than that given by Coles.